热扩散片以及电池系统技术方案

提供一种能够从单电池单元的变为高热的部位有效地吸收热量并使热量扩散，从而有效地将整个单电池单元冷却的热扩散片以及使用该热扩散片的电池系统。一种热扩散片20，与构成电池系统1的单电池单元10相向配置，来使从该单电池单元10产生的热量扩散，在高分子基质内含有导热性填充材料，使导热性填充材料在沿着单电池单元10的表面的方向上取向。

Thermal diffusers and battery systems

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热扩散片以及电池系统
本专利技术涉及一种将多个单电池单元排列而成的电池系统以及用于该电池系统的热扩散片。
技术介绍
用作电动汽车的电源的镍氢二次电池或锂离子二次电池等以往的电池系统，形成为使多个单电池单元集合而成的电池组结构，能够实现高能量密度以及节省空间。具体来说，在以往的电池系统中，将多个薄的层压型的单电池单元捆扎来构成模组。进而，通过将多个该模组捆扎并还具有控制单元或冷却系统等来构成电池组。若电池系统处于高温，则会产生劣化，进而，若劣化进一步发展，则单电池单元会膨胀，因此相邻的单电池单元的壁面间会接触，并产生应力集中，从而单电池单元有可能破损。作为避免这样的问题的技术，在日本特开2012-018915号公报(专利文献1)中，公开了一种为了防止电池系统变为高温而在单电池单元之间配置硅酮片或石墨片的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-018915号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题位于所述模组的中央部的单电池单元比位于所述模组的端部的单电池单元难以散热。另外，在位于中央部的单电池单元中，存在容易高温化的部位。并且，若存在局部变为高温的部位，则会产生劣化的发展加快的部位，且电池系统整体的寿命也会变短。然而，在日本特开2012-018915号公报(专利文献1)所记载的技术中，不能充分解决这些课题。本专利技术是以上述的现有技术为背景而完成的。本专利技术的目的在于，提供一种能够将单电池单元中产生的局部的热量有效地扩散的技术。用于解决问题的手段为了达成上述目的，本专利技术以如下方式构成。即，本专利技术关于一种热扩散片，与构成电池系统的单电池单元相向配置，从而使从所述单电池单元产生的热量扩散，所述热扩散片的特征在于，在高分子基质内含有导热性填充材料，使所述导热性填充材料在沿着所述单电池单元的表面的方向上取向。在本专利技术的热扩散片中，由于高分子基质中含有的所述导热性填充材料在沿着单电池单元的表面的方向上取向，因而将在单电池单元的面内局部产生的高热在沿着单电池单元的表面的方向上扩散。因此，根据本专利技术的热扩散片，难以产生单电池单元的局部的劣化，能够延长整个电池系统的寿命。所述本专利技术能够构成为，所述导热性填充材料的取向方向为沿着所述单电池单元的长边方向的方向。根据本专利技术，能够将在单电池单元上局部产生的发热向在同一单电池单元的长边方向上分布的低发热部分或非发热部分传递。因此，根据本专利技术，能够将局部产生的热量迅速地散热。所述本专利技术能够构成为，所述导热性填充材料的取向方向为沿着所述单电池单元的短边方向的方向。根据本专利技术，通过向在单电池单元的短边方向上分布的低发热部分或非发热部分传递热量，能够将局部产生的热量迅速地散热。而且，即使将导热性填充材料在沿着长边方向的方向上取向的热扩散片和导热性填充材料在沿着短边方向取向的热扩散片排列起来组合使用，也能够将在单电池单元的局部产生的热量在单电池单元的整个平面上扩散并迅速地散热。所述本专利技术的热扩散片能够构成为，与所述单电池单元相向的表面为切割面或研磨面。根据本专利技术，由于与所述单电池单元相向的表面为切割面或研磨面，因而导热性填充材料在与单电池单元相向的热扩散片的表面露出。由于该导热性填充材料的露出部分与单电池单元接触，因而本专利技术的热扩散片能够进行有效的热传递。另外，由于与单电池单元相向的表面通过切割或研磨而平滑化，因而本专利技术的热扩散片与单电池单元的紧贴性优异。所述本专利技术的热扩散片能够构成为，与所述单电池单元相向的表面的平滑度的算术平均粗糙度(Ra)为4.0以下。根据本专利技术，与单电池单元相向的表面平滑，在与单电池单元之间没有空气层等，对单电池单元的紧贴性和追随性好。因此，本专利技术的热扩散片能够有效地吸收热量并使热量扩散。所述本专利技术的导热性填充材料能够构成为，包括碳纤维、鳞片状石墨粉、石墨烯、碳纳米管、氮化硼中的至少任一种。由于导热性填充材料包括碳纤维、鳞片状石墨粉、石墨烯、碳纳米管、氮化硼中的至少任一种，因而能够作为导热性高的热扩散片。例如，由于碳纤维在沿着纤维的长边方向的方向上具有高的热扩散性，因而如果以使碳纤维的长边方向沿着热扩散片的表面的方式，使碳纤维进行取向，则能够沿着热扩散片的表面发挥非常高的热扩散性。所述本专利技术的导热性填充材料能够构成为，具有形状为纤维状、板状、鳞片状中的至少任一种的各向异性形状。根据本专利技术，由于导热性填充材料的形状在特定方向上具有长的各向异性，因而能够沿着导热性填充材料的长边方向具有高的热扩散性。导热性填充材料的各向异性形状可以是纤维状、板状、鳞片状中的至少任一种。其中，根据纤维状的导热性填充材料，能够像沿着长边方向相互相连的纤维那样，使大量的线状的导热性填充材料取向。根据板状及鳞片状的导热性填充材料，通过导热性填充材料相互层叠且在长轴方向上相连，能够发挥优异的热扩散性。所述本专利技术的热扩散片能够构成为，所述各向异性形状的所述导热性填充材料的沿着长边方向的侧部，在与所述单电池单元相向的表面露出。根据本专利技术，由于各向异性形状的导热性填充材料的侧部直接与单电池单元接触，因而能够发挥非常高的热扩散性。所述本专利技术的热扩散片能够构成为如下的热扩散片：由依据ASTMD2240的OO型号的硬度计测量的硬度为10～60。根据本专利技术，热扩散片的硬度非常低，容易紧贴单电池单元的表面。另外，由于能够将由热量造成的单电池单元的膨胀吸收，因而能够抑制相邻的单电池单元彼此因膨胀而相互压接从而因应力集中而破损。另外，本专利技术能够构成为一种电池系统，具有多个电池模组，所述电池模组具有单电池单元以及在所述单电池单元上层叠配置的热扩散片，所述热扩散片为上述任一个本专利技术的热扩散片。根据本专利技术，能够得到具有电池模组的电池系统，所述电池模组具有由本专利技术的热扩散片产生的作用效果。例如，根据本专利技术，由于单电池单元能够通过热扩散片将热量扩散，因而能够抑制单电池单元因局部高热化而劣化。此外，本专利技术能够构成为一种电池系统，具有电池模组，所述电池模组具有单电池单元以及在所述单电池单元上层叠配置的热扩散片，多个所述电池模组构成电池组，所述热扩散片为所述任一个本专利技术的热扩散片。根据本专利技术，能够得到具有由电池模组构成的电池组的电池系统，所述电池模组具有由本专利技术的热扩散片产生的作用效果。例如，根据本专利技术，由于单电池单元能够通过热扩散片将热量扩散，因而能够抑制单电池单元因局部高热化而劣化。所述本专利技术能够构成为，在所述热扩散片的上表面及下表面层叠所述单电池单元，从所述上表面及下表面的两面将热量吸收并扩散。根据本专利技术，能够从热扩散片的上表面及下表面的两面高效地吸收热量并使热量扩散。所述本专利技术能够构成为，具有由金属或树脂构成的框架板，所述框架板用于安装层叠有所述单电池单元的所述热扩散片。根据本专利技术，能够通过框架板适当地保持单电池单元与热扩散片的层叠状态。另外，通过使框架板成为金属等的良好导热体，不仅能够通过热扩散片，还能够通过框架板使热量扩散。专利技术的效果根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热扩散片，与构成电池系统的单电池单元相向配置，从而使从所述单电池单元产生的热量扩散，所述热扩散片的特征在于，/n在高分子基质内含有导热性填充材料，/n使所述导热性填充材料在沿着所述单电池单元的表面的方向上取向。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180130 JP 2018-0132021.一种热扩散片，与构成电池系统的单电池单元相向配置，从而使从所述单电池单元产生的热量扩散，所述热扩散片的特征在于，
在高分子基质内含有导热性填充材料，
使所述导热性填充材料在沿着所述单电池单元的表面的方向上取向。


2.根据权利要求1所述的热扩散片，其特征在于，
所述导热性填充材料的取向方向为沿着所述单电池单元的长边方向的方向。


3.根据权利要求1或2所述的热扩散片，其特征在于，
所述导热性填充材料的取向方向为沿着所述单电池单元的短边方向的方向。


4.根据权利要求1至3中的任一项所述的热扩散片，其特征在于，
与所述单电池单元相向的表面为切割面或研磨面。


5.根据权利要求1至4中的任一项所述的热扩散片，其特征在于，
与所述单电池单元相向的表面的平滑度的算术平均粗糙度(Ra)为4.0以下。


6.根据权利要求1至5中的任一项所述的热扩散片，其特征在于，
所述导热性填充材料包括碳纤维、鳞片状石墨粉、石墨烯、碳纳米管、氮化硼中的至少任一种。


7.根据权利要求1至6中的任一项所述的热扩散片，其特征在于，
所述导热性填充材料具有形状为...

【专利技术属性】
技术研发人员：小泽元树，小谷野茂，
申请(专利权)人：积水保力马科技株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP